多点取样系统助力脱硝优化——CEMS多点取样系统数据质控的思考

引言

由于脱硝烟道直管段都很短，造成流场分布不均等问题，常规的单点CEMS无法真实反应整个断面浓度分布，为工艺控制和环保达标带来困难。

基于这一原因，如果在烟道中各部分喷氨量相同，但NOX浓度不同，会导致烟道中某些区域可能出现过量喷氨，其结果是腐蚀下游设备、管路，并会导致大量铵盐产生，伴随粉尘一起附着堆积，使得下游设备寿命变短，降低催化剂的效率和使用寿命，同时增加停机维护的工作量，大大增加了机组运营和人力成本。反之，某些区域喷氨不足，会使NOX去除不够，导致环保排放不达标。

为了解决脱硝CEMS取样点没有代表性的问题，多点取样系统应运而生。但是，多点取样系统是否真的能保证CEMS数据的质量，是我们在设计时必须考虑的问题，我们针对在现场实际运行过程中发现的问题，在设计时通过以下方面，逐一破解，来实现多点取样系统的数据质量控制：

问题1：

烟尘浓度高，取样系统可能会产生堵塞，无法稳定可靠运行，大大增加了维护人员的工作量。

解决方案：

采用高精度前置过滤器除尘，完全解决了烟尘堵塞问题，维护量极低。

问题2：

各取样点采样流量大小不一，导致最终混合后的烟气仍然无法反映真实浓度；即使，采取某些所谓“防堵”设计，但是，取样口或取样管道，仍有可能部分堵塞，或者，由于烟道内部流场不均匀，即使各取样点抽力一致，各取样点的流量也未必一致，从而导致混合后的样气也不具有代表性。

解决方案：

各通道均匀取样，系统中设计了调试/检查取样流量计，其采样流量大小可调可视，完全保证各路取样流量大小一致，确保了取样的均匀性。

问题3：

如果要在多点取样系统中测量NH3，对取样系统提出的要求更高！因为，NH3的粘性大，很容易在取样系统中被吸附，而且，随着温度的降低，容易形成铵盐，会造成系统堵塞，并影响所测组分的浓度。

解决方案：

提高多点取样系统的加热温度，保证全程温度在250°C以上，从而防止铵盐结晶及NH3被吸附。

问题4：

如何检查各取样点采样是否正常，是对系统质量保证的根本手段。

解决方案：

根据我们的实际经验，最有力的质量保证手段，仍然是通标检查，因此，我们在各取样头上设计了标气接入口，方便通标检查，又在混合罐上也设计了标气接入口，可以方便系统的故障诊断；

另外，我们尽量减小探头和管线尺寸，在保证不发生堵塞的前提下，尽量减小标气的消耗量；从而，我们可以采取通标检查的方式，实现对系统的数据质量保证！

问题5：

由于流场不均匀，而且，可能随着锅炉负荷变化，或脱硝系统 ，催化剂更换重新摆放，等各种工艺调整的原因，导致流场发生变化，所以，很可能需要在工艺调整后，需要调整喷氨，需要由CEMS提供烟气浓度数据，为调整喷氨提供依据，就需要多点采样系统能提供多种控制方式，从而帮助全面了解烟气浓度。

解决方案：

我们为系统设计了巡测取样、混合取样和同步取样的三种取样控制方式。

巡测取样，就是各取样点轮流取样，将样气送入分析仪进行测量，目的是全面了解烟道流场的浓度分布情况，通常可以在锅炉负荷调整时或工艺过程调整造成流场变化后，用于确定流场浓度分布，实现精准喷氨；

混合取样，就是将各取样点的样气均匀混合后，送入分析仪进行测量，目的是准确了解烟道内部的污染物浓度，用于在锅炉稳定运行时，系统浓度监视，为工艺控制提供依据；

同步取样，就是依次将同一时刻的烟气样品送入分析仪进行测量，目的是为了准确测量某一特定时刻的烟道流场浓度分布情况，用于特定时刻的流场分析。

我们通过多种采样控制方式，可以喷氨精准控制实现有效数据质量控制。

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目前，脱硝优化整体上还处于摸索阶段，我们的多点采样系统也在不断改进！我们根据现场实际经验，对系统数据质量控制方面的设计，做了一些初步思考和探索。希望可以对脱硝优化有所帮助。

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